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不同尺度初始误差对2021年台风烟花路径和强度模拟预报的影响研究

The impacts of different-scale initial errors on the track and intensity simulated-forecasts of typhoon In-fa (2021)

  • 摘要: 本文以2021年台风烟花为例,考察了不同尺度初始误差对台风的路径和强度预报的影响。首先,由NCEP再分析资料(FNL)驱动WRF模式,对烟花进行长时间(15天)、高分辨率(3km)的模拟,产生对照试验(CTL_F);然后,由ECMWF的ERA5资料再次驱动WRF模式,进行相同时间长度和分辨率的模拟,产生对照试验(CTL_E);对比分析CTL_F和CTL_E的模拟结果,并与最佳路径进行比较,将与最佳路径较为接近的模拟结果做为真值,将另一模拟结果作为有误差的预报;然后将二者的初始场作差,并进行尺度分解,以200km, 2000km为界限,分解成小尺度、中尺度和大尺度3种误差,然后分别将这3种尺度的误差叠加到真值的初始场上,再分别进行模拟预报,考察不同尺度的误差对台风烟花模拟预报的影响程度,并分析各种尺度误差对预报误差的相对贡献。结果表明,不论是强度预报,还是路径预报,在前十天的预报中,中尺度误差的影响最为显著。叠加了中尺度误差后,台风路径趋向于叠加全部误差的路径,强度也趋向于叠加全部误差的强度,说明在前十天的预报中,中尺度误差起了决定性作用。而在后四天的预报中,大尺度和小尺度误差的贡献逐渐凸显,三种尺度误差的效果相当。此外,中尺度误差在前期使得台风路径偏东,强度偏强,而大尺度和小尺度误差使得台风路径偏西,强度偏弱。分析原因显示中尺度误差场与全部误差场具有更高的相似性,也即全部误差场的信息主要体现在中尺度误差上,因此中尺度误差在前期的作用最为显著。此外,叠加中尺度误差场后台风具有更强的初始强度,偏东的路径又使得其登陆时间较晚,因此,中尺度误差使得台风强度偏强。而大尺度和小尺度误差由于使得台风路径偏西,较早登陆,因此使得台风强度总体偏弱。

     

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